新规范气密性试验使用中存在的问题及解决方法.doc

新规范气密性试验使用中存在问题及处理措施
1 序言
    城镇燃气输配工程施工及验收规范(CJJ33—)中为保证都市燃气管网安全运行，提高了管网严密性试验规定(规定压力降为133Pa，根据其条文解释基本为无压力降，133Pa为人视觉误差),这对提高都市管网投入运行前门槛，保证都市管网安全运行都具有重大意义。
    在新规范颁布后,本市天然气管网在验收过程中执行该规范时,采用加头部装置管道温度计措施来测定管内温度，但在实际使用中多次出现问题。经与西安、咸阳、铜川等地同行理解，均使用此种措施,这种取样措施存在问题在实际中使施工部门、运行部门存在较多漏判和误判，给工作带来不必要资源消耗和安全隐患。
    由于对管道内介质温度采集手段相对贫乏，采用头部装置测管内温度相对于外界温度来计算，虽然较以容许微漏为理论基础旧规范前进了一步，但其在现实工程验收中存在较大措施问题。重要由于头部装置外露，受外界温度变化影响较大，虽然安装在埋地部分，也因绝大多数管道均有埋地和架空两部分而无法精确测定，由此搜集到温度数据失真，使管道验收存在误判和漏判重大问题。处理该措施问题对提高新规范适应性、提高其权威性有重要作用。
    对全架空及全埋地管道因不存在该问题，因此不是本文讨论范围。
2 存在问题及其体现特性
    规范12.4.5中气密性试验公式：

式中△Pˊ——修正压力降(Pa)；
    H1、H2——试验开始和结束时压力计读数(Pa)；
    B1、B2——试验开始和结束时气压计读数(Pa)；
    T1、T2——试验开始和结束时管内介质温度(℃)。
    该公式中理论基础为理想气体定律：即存封闭条件下，一定量气体在温度、压力、体积3位参数中PV/T为一定值。
2.1 问题体现
   (1)在管道验收中，管道系统体积为一定值，即变量只有P、T两个变量。据此，在假设管道系统气密性试验合格前提下，则有P1/T1=P2/T2，即P2/T1—P1/T2=0，即△P=0，但在实践应用中我们发目前管道气密性试验合格前提下，△P绝大多数为负值，我们为此曾在新建管网中加入乙醚进行气密性试验，证明管网无泄漏后，其理论计算△P仍为负值。这就阐明我们对P、T数据采集存在较大问题。
    (2)多例受外界影响判断成果反复事实，阐明P、T数据采集有问题：
    原因：为何会产生此种现象呢，通过我们理论分析认为：气体中分子运动相称活跃，而压力就是单位时间内分子运动撞击所体现出现物理特性。即在一段管网内,虽然管道长度较大,但因分子运动特性,其压力体现是相称一致,空气因其导热系数小(273K即0℃时空气导热系数ˆ=0.0243w／m·k根据现行国标CB4272—92规定,平均温度在350℃如下时导热系数低于O.12w／m·k材料为保温材料),是良好绝热层,其温度传递相称慢。同样一段管网，由于我们采集数据位置特性不一,就有也许出现截然不一样判断成果，即合格变为不合格，不合格变为合格，从而使我们管网安全最重要检测手段一气密性试验流于形式，甚至靠天吃饭(重要受T1、T2差异影响)。我们所在都市就此出现过多例，管网验收不合格但未查出任何漏点，持续验收时又为合格状况。
    规范12.4.1规定气密性试验在管线全线回填后进行，但现实生活中绝大多数管道均有架空部分，这就使我们无法真实测量其管内温度，从而带来应用上问题。
2.2 规律
    通过我们在平常验收工作中大量登记表明，气密性试验工作体现出如下明显特性：
    (1)当开始验收时外界温度T1，24h后外界温度为T2：
    当T2>T1时，管网不合格比率大幅之升。
    当T2<T1时，管网不合格比率大幅下降。
    (2)当埋地管道在整个验收管道中比例较大时，管网合格率也大幅提高。
    经我们对温度进行单原因敏感性分析，中压管道在温度上升1℃状况下，在外界气温为0℃和20℃状况下，压力降均在2 000 Pa左右，低压管道压力降均在400 Pa一500 Pa之间。该压力降与规范中133Pa比均足以影响判断成果。这就证明温度是管网压力降敏感原因。
    分析其原因：我们认为由于压力P传递快(分子运动快)，而温度传递慢(空气是良好绝缘层)，我们通过加装头部装置测得压力P对位置特性不敏感，而温度T对数据采样位置相称敏感。为验证该分析，我们曾在本市果品企业天然气管网改线工地进行了试验，在试验合格、打入乙醚不漏后，即存管道两端加装两套头部装置，1套架空，l套埋地(仅露出表盘)，进行24h试验，每隔1h读数1次。
    试验成果证明：T架空与T埋地在24h测试中，25组数据温度最高相筹4℃，而压力基本相似，温度相差4℃足以导致成果误判。
3 现行加装头部装置测管内温度方式优缺陷分析
    缺陷：温度数据采集失真，无法真实测定管内温度，易受外界干扰，带来漏判安全隐患和误判不必要资源消耗。
    长处：取样轻易、经济，易于设点，能保证管网设施施工持续性。
    面临问题：气密性试验作为天然气管网施工质量主控项目，寻找一种经济、简捷、有效措施来处理该问题成为新规范气密性试验重要困难。

4 处理问题措施
    为处理该问题应同步采用如下措施：
    (1)在实际中应对头部装置处管道采用夏季遮阳、冬季保温、常年挡风措施减少外界温度影响。
    (2)通过我们对验收过程中经验，管道温度失真应与埋地管道占总管道长度比例、24h前后温差有关系，我们对实行新规范以来验收100多种工程埋地管道所占比例、第一天和第二天温差进行有关图(有关图分别以T2-T1、T修-T2和埋地管道占总管道长度比例、T修-T2为横、纵坐标)分析。
    通过数理分析，推导如下公式：重要针对既在埋地又有架空管道时，当拟验收管网基本为埋地管，出地部分仪有lm～2m时，对第24h后温度按如下公式调整：

    然后以T修作为进行气密性试验公式T2，进行气密性试验计算。

5 实践使用效果
    在实践中使用该公式调整后状况为：对T2>T1使T2下调，T2<T1将使T2上调，符合我们存验收过程中定性判断。从定量角度看，我们对50多种工地验收资料令△P=0重新计算T2，进行T修与T2比较，误差存5％以内，比起单原因敏感性分析中上升、下降1℃来看，误差在容许范围以内。在本市管网验收中使用该公式后,已在20多种工地验收中,大大减少了由于外界温度和详细管网分布影响。该措施对减少漏判和误判概率，减少不必要资源消耗和安全隐患,提高燃气企业信誉度有较大实践意义。